窝沟封闭剂的研究现状与进展

2021-3-31 15:03  来源:口腔医学
作者:石镕嘉 许良 徐稳安 阅读量:1633

    窝沟封闭是儿童防龋的一项重要预防措施。窝沟封闭技术是在易患龋坏的牙面窝沟点隙上涂布一层保护剂,形成物理屏障隔绝窝沟与口腔环境,阻止唾液和食物残渣残留导致的细菌繁殖。窝沟封闭的防龋效果主要取决于材料与窝沟表面能否紧密贴合以抵抗细菌的侵袭,材料的保留率和患龋率可以作为评价窝沟封闭防龋效果的依据。窝沟封闭剂的性能与防龋效果密切相关。

    材料本身如微渗漏等性能缺陷常常造成封闭材料的早期脱落以及继发龋的形成,影响窝沟封闭的临床预防效果。因此,在常用口腔材料的基础上进行性能改性的新型封闭剂在不断更新换代中,例如加入氟释放性能、进行抗菌改性、提高再矿化能力等。口腔材料学的发展对于提高窝沟封闭的防龋效果和预防再感染具有重要意义。

    1.窝沟封闭剂的常见类型

    树脂型窝沟封闭剂(RBCs)和玻璃离子型窝沟封闭剂(GICs)是最常应用的两种封闭剂。大量临床研究通过观察保留率和龋病发生率而比较两类封闭剂的性能优势。刘怡杰等比较两者5年的防龋效果,发现均能降低龋病发生率,RBCs远期防龋效果更好。多项研究对RBCs和GICs进行多种方向的比较,但关于何种封闭剂有更显著的防龋效果尚不明确,有关两种材料预防效果比较的Meta分析也没有明确的结论。近年来,结合两者优点的新型材料在不断的发明和应用中。

    1.1树脂型窝沟封闭剂

    RBCs具有较高的机械性能,质韧且不易脆裂折断,在临床操作中最为常见,但由于其固有的疏水性和固化时的聚合收缩,使其在潮湿的口腔环境中的使用受到限制。传统RBCs的疏水性要求严格的隔湿环境,但儿童年龄较小、不易合作,严格控制牙面湿度的操作难度较大。所以针对患儿的特点研制的亲水性湿法粘接树脂相比传统RBCs不仅具有更高的防龋效果,而且更适用于不便使用橡皮障进行隔湿控制的社区以及更大服务范围的窝沟封闭项目。

    填料赋予材料良好的物理机械性能,提高硬度、强度和抗磨损性,但Reddy等发现不含填料RBCs临床保留率甚至优于含填料RBCs,差异无统计学意义,可能是由于填料颗粒的加入降低封闭剂渗透入窝沟的能力。近年来推出含超微颗粒的新型流动复合树脂,此类改良RBCs具有良好的流动性,能够渗入到狭窄的窝沟中,抗压强度高,可用于小面积龋损充填,相比传统RBCs具有略高的保留率。

    双酚A(BPA)是用于生产牙科树脂的基质双酚A-二甲基丙烯酸缩水甘油酯(Bis-GMA)的组分。含双酚A的树脂封闭剂存在一定的副作用,可能与影响内分泌水平有关,即使在牙科材料中暴露短暂且可得到控制,但对于处于生长发育期的儿童的治疗应考虑隐患并采取相应措施。有学者研究发现无双酚A的树脂封闭剂EmbraceWetbond剪切强度接近最小可接受值,比Fluroshield氟释放量高、抗菌活性强,然而,与其他测试材料相比,这种密封剂的高微渗漏率具有统计学意义。

    RBCs作为最常使用的窝沟封闭剂,理化、美学性能均已得到显著提升,而其存在的聚合收缩性能是造成防龋效果欠佳的重要因素。因此,目前RBCs新型材料的研究应把重点放在减少微渗漏率、增加抗菌性能、缩短封闭时间上,以减少边缘龋的发生率和提高可适用性。

    1.2玻璃离子型窝沟封闭剂

    GICs在口腔环境中能释放氟和再充氟,抗菌性能和促进釉质再矿化效果好,生物相容性强而对牙髓刺激小,隔湿要求较复合树脂低,同时具有良好的粘接性能,但具有固化时间过长、脆性大、抗折性能差等缺陷。在一项对GICs长达13年的临床随访中观察到,65%的新生恒磨牙窝沟面无龋损,说明GICs起到了一定的龋病预防作用。高黏度GICs在使用压指技术放置时可以更深地渗入窝沟,与低黏度GICs相比,保留率可能更高,但未得到明确的验证。有学者发现在恒磨牙中使用高黏度玻璃离子具有与RBCs相似的防龋效果,但试验结果存在较高的偏倚风险。

    Glass-carbomer和Ketac Molar Easymix(KMEM)等新型玻璃离子在机械强度上有很大的提高,Tolidis等提出考虑GICs在乳牙修复中的微渗漏性能方面优先选择Glass-carbomer新型封闭剂。这种材料的氟吸收率明显高于传统GICs和RMGICs,但氟释放量并未明显增加,这可能与材料中存在的羟基磷灰石与氟不可逆结合有关。为了优化GICs的力学性能,有学者研究出一类新型材料EQUIAForteFil,这类材料优化了聚丙烯酸分子量,并且添加了均匀分散的超细高活性玻璃颗粒,其弯曲强度和表面硬度明显高于FujiIX,而压缩强度和径向拉伸强度无明显差异,在8周内的氟释放量相比于ChemFilRock和FujiIX显著增加。

    GICs优势在于使用操作简便,更适用于大范围的群体防治项目,但其力学、美学性能依然有待提高,综合RBCs出色的美学特性和直接封闭效果,发挥GICs的氟释放和再充氟的长期稳定性,GICs可作为窝沟封闭的有效选择。

    2.具有氟释放性能的窝沟封闭剂

    氟化物的抗龋作用已被广泛研究。各种释氟材料的防龋效果与其释放的氟化物量相关。氟化物的释放具有“突释效应”,绝大部分的氟化物在早期达到高峰后释放量逐渐减少且维持在很低水平,这使氟释放的持久性和有效性受到怀疑。含氟树脂窝沟封闭剂中的氟与树脂具有两种结合方式。一种是将可溶性氟盐加入未聚合的树脂中,氟盐可能对封闭剂本身产生影响,在溶解释放后形成孔隙,增加对水份的吸收,从而降低持久性。另一种是有机氟通过化学键与树脂结合,氟离子通过与其他离子进行交换而释放出来,这种形式表现出较稳定的长期低水平的氟释放。

    有研究发现Clinpro、Embrace、UltraSealXTplus三类含氟树脂基封闭剂对于嗜酸乳杆菌和变异链球菌均有抑制的作用,而作为有机氟化合物的Clinpro相比于其他两类可溶性氟盐有更为持久的抗菌效果。然而,窝沟封闭剂中达到临床有效性的氟化物释放量和效果持续的时间依然没有明确的临床实验依据。

    2.1高氟型GICs

    GICs在中性氟化钠溶液中净吸氟量受水门汀成熟度的影响,随着水门汀在体外成熟,玻璃离子对氟的吸收减少,再充氟的性能受到质疑。Kondo等开发用磷酸盐、氟化物和钙改性的基于FujiVII的新型GICs,新材料的抗压强度与传统的GICs相比没有显著差异,而表现出较高的氟离子释放持续水平、良好的抗菌效果以及抑制生物膜形成的能力。

    2.2释氟型RBCs

    RBCs的释氟性能在不断改良中,含LiAl-F层状双氢氧化物(LDH)的复合树脂具有良好的阴离子交换特性,可作为氟化物储存库使用,其释氟和再充氟性能得到优化,且显微硬度明显高于商用复合树脂。应用释氟性的流动复合树脂对恒磨牙早期釉质龋进行窝沟封闭可以有效提高窝沟封闭保留率,且能有效阻止龋齿发展。

    18个月随机临床试验表明,RBCs和GICs两种类型释氟材料应用于6~9岁中高龋病风险儿童具有相似的保留率和防龋效果。在大多数研究中,含氟材料在减少体外继发性龋病方面有显著的作用,但Meta分析没有显示无氟和含氟材料之间的统计学差异。氟释放性能的添加是否具有实际价值,即是否会提高材料的保留率、临床患龋率是否相对普通的封闭剂有进一步的下降还需要继续探讨。

    3.具有抗菌特性的窝沟封闭剂

    继发龋是造成窝沟封闭失败的主要原因之一。提高窝沟封闭剂的抗菌性能有助于减少继发龋的发生。口腔复合材料应用的抗菌剂包括释放型和非释放型,联合不同类型的抗菌剂实现优势互补,可以发挥更强大的抗菌作用。然而,大部分研究结果来自于短期体外实验和临床前模型,缺乏定量的数据证实抗菌剂在体内环境下的有效性以及长期持久性。

    3.1抗菌剂释放型封闭剂

    除了氟化物以外,氧化锌、银等无机抗菌剂和抗生素等也被加入到口腔复合材料中,但这些抗菌成分大多游离分散在基体中,难以实现严格的释放动力学控制,同时载体材料的物理化学性质可能会因抗菌剂的不断释放而受到影响。氯己定(CHX)是一种广泛用于口腔治疗和预防细菌感染的有机抗菌剂,传统的GICs中CHX常以高可溶性的二葡萄糖酸盐的形式存在,在被耗尽之前只提供短期的抗菌作用。一种含低可溶性氯己定-六偏磷酸酯(CHXHMP)的GICs中CHX释放的持续时间较长且释放率较稳定,对力学性能的不良影响也比许多短时间释放的制剂要小。

    蒙脱土(MMT)具有阳离子交换能力、良好的吸附能力和载药能力,MMT/CHX可用于制备具有局部抗菌活性的树脂基复合材料,在不影响机械强度的前提下,减少生物膜的形成。与金属离子络合的药物具有良好的抗菌性能,将CHX与铜(Ⅱ)离子络合,插入蒙脱土层间形成氯己定-铜(Ⅱ)/蒙脱土(CHX-Cu/MMT)纳米复合材料,其抗菌性能优于MMT/CHX,同时具有理想的控释动力学和长期抗菌活性。

    在树脂基复合材料中加入聚合物-抗生素结合物(PACs)可在水溶液中形成水分散的纳米粒子,通过共轭键介导可调的抗生素释放动力学,具有持续性抗菌性能。有学者研究发现包含环丙沙星的PACs具有长期抑制变形链球菌的潜力,即使在低浓度下也有很强的抗菌效果,克服现有树脂封闭剂有效期短、抗生素效力不足等缺点。

    纳米银(NAg)是现代抗菌材料中应用最广泛的金属纳米粒子之一,是同时保持了银离子的杀菌抑菌性能和纳米材料粒径小比表面积高等特性的长效抗菌剂。但有学者发现加入了NAg的树脂粘黏剂对变异链球菌无明显抗菌作用,可能是由于NAg在低浓度溶液中表现出较高的聚集倾向导致表面能降低,同时由于NAg与树脂紧密结合减少了与细菌的直接接触,从而降低了抗菌效果。

    3.2抗菌剂非释放型封闭剂

    非释放型抗菌剂具有接触性抗菌作用,可聚合的阳离子单体与基体共价结合,在老化后保持显著的力学性能。季铵盐甲基丙烯酸酯(QAMs)对口腔生物膜有较强的抑制作用。季铵盐单体甲基丙烯酰氧十二烷基溴吡啶(MDPB)是QAMs的一种常见类型,有研究发现在MDPB底漆中加入质量分数为0.05%的NAg,与单独使用MDPB相比,其抑菌区范围增大1倍,说明MDPB/NAg双重抗菌剂中二者可相互补充,共同抑制牙菌斑生物膜的形成,这类联合抗菌剂可通过MDPB对细菌产生接触杀灭作用,而对细菌的长距离杀灭作用则是通过释放Ag离子来实现的。

    以无定形磷酸钙(NACP)为代表的钙化合物具有酸中和能力和良好的机械性能,并能使龋损牙体组织再矿化。QAMs与NACP联合有利于促进其抗菌效果,加入NACP的二甲氨基十二烷基甲基丙烯酸酯(DMAHDM)的粘接剂在老化6个月后与对照组相比,生物膜的代谢活性和产酸量显著降低,说明这种联合方式能有效延长材料的使用寿命。N-二甲基十一烷-1-氟化铵(AM-2)单体具有比MDPB更高的抗菌性能和更低的细胞毒性,此类抗菌氟释放单体的加入并未抑制力学性能,且由于其微渗漏率显著低于商业封闭剂,所以可能达到更高的保留率。

    新型抗菌材料的研究应朝结合释放型抗菌剂的远距离抗菌作用和非释放型抗菌剂的长期接触性抑菌作用的联合抗菌方向进展。同时,抗菌效果应该在不影响口腔内微生物菌群平衡的前提下抑制生物膜的形成。抗菌成分的加入会影响材料本身的性能,如何维持材料抗菌性能和整体性能的平衡,探索抗菌微粒达到最佳防龋效果的含量阈值,是目前抗菌材料研究的重点所在。

    4.总结与展望

    窝沟封闭技术已经常规应用于临床中,但窝沟封闭剂的研发仍在不断发展。通过利用材料科学的新趋势,如在GICs和RBCs的基础上引入纳米结构、抗菌性能、促进牙体组织再生能力等,窝沟封闭剂可能达到一种全新的质量。需要注意的是,新材料的研发需要及时检测相关性能的变化。改性窝沟封闭剂特别是具有抗菌性能的封闭剂虽然有了大量的体外研究结果,但仍缺乏体内试验的证据支持。因此,窝沟封闭材料在口腔临床中的应用还需要进一步的长期临床验证,以实现更为理想的防龋效果。

编辑: 陆美凤

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